・１２・ 贵 州 化工 ＧｕｉｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ ２０１１年８月 第３６卷第４期
功能性聚合物基纳米复合材料
周 维
（贵州省化工研究院，贵州贵阳５５０ＯＯ２）
摘要：纳米复合材料是指分散相大小为纳米级（一般为１—１００ｒｉｍ）粒子均匀分散于基体中，可发挥各组元材 料的优点，克服单一组元的缺陷，具有某种特殊性能或良好综合性能的材料。对聚合物基纳米复合材料研究现状 进行了概述，并对其分类、应用、性能等方面的国内外研究进展进行了全面综述。 关键词：纳米复合材料；聚合物；功能材料 中图分类号：ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—９４１１（２０１１）０４—００１２—０３
聚合物具有良好的力学、光学和成型加工性能， 聚合物与纳米颗粒的结合不仅可以起到载体的作
用，同时可以防止纳米微粒的团聚，控制粒子的尺寸
大小、分布等，而且复合后还可显示出新的物理化学 特性，成为一类新型的功能材料。而以聚合物为母 体树脂的材料叫聚合物纳米复合材料［１】。如表１所 示 ¨：
表１ 功能性聚合物基纳米复合材料一览表
纳米复合材料组成 复合材料的性质及应用
ＳＢＳ／ＢａＴｉＯ３、ＰＰＹ／Ｆｅ２０３、 Ｓｉ０２、Ｆｅ３０４、ＰＡｎ／Ｆｅ２０３、Ｔｉ０２、 ＰＡＮ／Ｃｎｓ、Ｃｄｓ
ＰＥＯ ＬｉＸ／ＳｉＯ２、Ｙ—Ａ１２０３ 原位合成铁电材料、导 电及超顺磁材料、催化 剂等
固体电解质材料
、Ｂ“ＰＢＤ／ｃｄ ＰＥＫ／ｐＰｂＰＭＭＡ／Ａ１Ｃ ＰＶ／光致发光和电致发光 Ｔ ” ｎ 、 Ｐ／ 囊 及兀ＣｄＳ ｅ
、ＰＶＢ／Ｓｉ（）＇ 一
、 、 ／、 原位或ＬＢ膜技术制备 Ｍ 、Ｂ枷 茬
Ｃ：ｎ １ｒ ＊＿－—Ｌ／ｕ ｒ ¨ ●一－ ＰＣ、ＰＥＴ／ＳｉＯ２、ＰＥ ＥＶＡ／ＴｉＯ２、 ＺｎＯ、ＰＥＴ／Ｂ２Ｏ３、Ｉｎ２０３、Ｓｉ０２、 红外、紫外屏蔽材料
ＰＡ ＥＦ／ＴｉＯ２、Ｐｔ、ＲｕＯ２、ＰＶＰＤ／ Ｔｉ０２、ＣｄＳ、ｂｐｙ Ｐ０Ｅ／Ｐｄ、ＰＰｙ、催化剂 ＰＡｎ／ＴｉＯ２、ＣｄＳ
塑料加工２００２年第３７卷第５期
纳米科学技术与聚合物／无机纳米复合材料。
李 帅 卢晓生 王锡臣 （北京工商大学高分子材料与工程系） 陈 燕 （中国塑料加工协会）
摘 要 介绍纳米科学技术与纳米材料的性质、分类，对聚合物／无机纳米复合材料的种类、制备及其研究应用状况进行概述。 关键词 纳米晕÷学技术 聚合物 无机 纳米复合
１纳米科学技术 纳米科学技术是２０世纪８０年代末期刚风诞生并 正在崛起的新科技。它的基本涵义是在纳米尺度（１一 ｌＯＯｍｍ）范围内，通过对物质反应、传输和转变的控制 来实现创造新的材料器件和充分利用它们的特殊性 能，并且探索在纳米尺度范围内物质运动的新现象和 新规律。 纳米是尺寸的量度，是处于以原子、分子为代表的 微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间 地带，是物理学、化学、材料科学、生命科学以及信息科 学发展的新领地。纳米科学技术的发展使人们可以在 纳米尺度范围内认识世界和改造世界，通过直接操作 和安排原子、分子创造新物质。 １．１ 纳米材料 红领巾米材料是指至少有一维尺寸在０．１一 ｌＯＯｍｍ的超细材料，它的尺寸大小处于原子簇和宠以 物体交界的过渡区域。纳米材料由于其纳米相畴所具 有特殊结构而具备了一系列新奇效应，从而产生了许 多优异的特性。将纳米材料以特殊的技术应用于传统 材料时可大幅度地改变原有材料的宏观性能。由于纳 米材料以特殊的技术应用于传统材料时可大幅度地改 变原有材料的宏观性能。由于纳米材料的独特性质及 其广阔的应用前景，使之成为材料科学领域研究的热 点，被科学家们誉为“２１世纪最有前途的材料”－¨。 纳米材料为凝聚态物理提出许多新的课题，由于 纳米材料尺寸小，可与电子的德布洛依波长、超导相干 波长及激子玻尔半径相比似。在纳米材料中，电子被 局限在一个体积十分微小的纳米空间，电子运动受到 限制，电子平均自由程很短，电子的局域性和相干性增 强。尺寸减少使纳米体系包含的原子数大大降低，宠
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料是由聚合物基质中加入颗粒、纤维或薄片状增强材料制成的材料。它具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。下面将介绍聚合物基复合材料的发展现状和最新进展。
1.纳米材料的应用：近年来，纳米材料成为聚合物基复合材料的研究热点。纳米粒子的添加能够提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性能。例如，纳米粒子的添加可以提高聚合物基复合材料的强度和硬度，使其具有更好的抗冲击性能和热阻性能。
2.高性能增强材料的研发：为了提高聚合物基复合材料的力学性能，研究人员不断提出新的增强材料。例如，石墨烯是一种具有优异力学性能和导电性能的二维纳米材料，已被广泛应用于聚合物基复合材料中。同时，碳纳米管、纳米纤维和陶瓷纤维等增强材料也在不断研发中，并取得了较好的效果。
3.新型复合材料的研制：除了传统的增强材料外，研究人员还在努力研制新型复合材料。例如，聚合物基复合材料中加入具有形状记忆功能的材料，可以使复合材料具有形状可逆调变的功能。此外，聚合物基复合材料中加入具有光敏性能的材料，可以使复合材料具有光刻功能，从而实现微纳米加工和器件制备。
1.可持续性发展：随着环境问题的日益突出，研究人员开始关注聚合物基复合材料的可持续性发展。他们试图将可持续材料（如生物基材料）应用于聚合物基复合材料中，以减少对环境的影响。同时，研究人员还探索了聚合物基复合材料的循环利用和回收利用技术，以实现资源的有效利用。
2.多功能复合材料的研究：为了满足不同领域的需求，研究人员开始研究多功能复合材料。多功能复合材料可以同时具有力学性能、光学性能、导电性能、热学性能等多种功能。例如，研究人员研制出了具有自修复功能的聚合物基复合材料，可以在受损后自动修复，延长使用寿命。
3.智能复合材料的研制：智能复合材料是指能够根据环境和外界刺激自主调整性能的复合材料。例如，研究人员设计了具有温度响应性能的聚合物基复合材料，可以根据温度的变化改变其形状和力学性能，实现智能控制。
第４１卷 第３期 聚合物一陶土纳米复合材料的制备及表征 １５
聚合物一陶土纳米复合材料的制备及表征
朱永康（中橡集团炭黑工业研究设计院，四川自贡６４３０００）编译
聚合物复合材料广泛应用于建筑、交通运输、
电子和消费品等诸多应用领域，而其分散相尺寸
和微观结构对粒子补强聚合物复合材料的性质具
有强烈的影响。近年来，聚合物一陶土纳米复合材 料已引起了工业界和学术界的极大兴趣，这是因
为在非常低的陶土添加量（质量分数不超过
１０ ）下，其材料性能常常表现出比原始的纯聚合
物或常规复合材料更引人注目的改善。纳米复合 材料是在给定基质中的分散相具备纳米级尺度分
散（通常为１～１００ｎｍ）的一类新型材料。纳米复
合材料的优异补强性主要归因于每单位体积或重
量分散相的大界面面积。纳米层具有比典型的微
观聚集体高得多的纵横尺寸比。陶土矿物能像硅 酸盐纳米层一般分散，其高纵横尺寸比对聚合物
补强很有吸引力。 苯乙烯和含２ 铵盐基团的氯甲基苯乙烯基
的共聚物，已通过阳离子交换工艺被接枝到了蒙
脱土层间。其余的氯甲基基团则发生了改性，由
此而产生了磷盐。在硫氰酸盐和亚硝酸盐的亲核
反应中，对支撑于聚苯乙烯上的磷基团的催化能 力进行了研究。利用阳离子交换工艺，通过蒙脱
土的钠离子Ｎａ 与胺封端丁二烯丙烯腈共聚物
的铵阳离子之间的相互作用，制备了亲有机物的
橡胶一蒙脱土插层材料。借助原位聚合合成了基 于聚氨酯插入有机陶土层的新型纳米复合材料。
通过让苯乙烯与乙烯基单体蒙脱土（ＭＭＴ）陶土
发生接枝聚合，制备出了不同系列的新型聚苯乙 烯一陶土纳米复合材料。在机械性能和热性能，阻
隔性能及纯聚合物的生物降解性等方面，聚合物一
陶土纳米复合材料均呈现出大幅度提高。静电力 把陶土层结合到一起，面对面地堆积成块状团聚
体，从而使得其在聚合物中的分散复杂化了。此 外，亲水的陶土与疏水的聚合物之间的不相容会
妨碍陶土形成纳米级的分散。为了实现高度的分
